ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕРИЛЬНЫХ РАДИОИЗОТОПОВ Российский патент 1997 года по МПК G21G4/08 G21H5/02 A61K51/00 

Изобретение относится к производству генераторов радиоактивных элементов, применяемых для получения радионуклидов для медицины и техники.

Известно устройство для стерильного приготовления радиоактивных изотопов [1] в котором для облегчения эксплуатации устройства сборники и генератор закреплены на штативе и помещены в экранирующий контейнер, выполненный в виде цилиндра с торцевыми фланцами по обеим его сторонам, на которых вмонтированы в осевом направлении съемные втулки. Втулки снабжены внутренними перемычками, а фланцы и втулки имеют осевые каналы для размещения внутри них полых игл. К недостаткам описанной конструкции изотопного генератора можно отнести громоздкость и сложность конструкции и наличие элюента в колонке после окончания процесса элюирования.

В другом изотопном генераторе для получения стерильных радионуклидов [2, 3] используют колонку, размещенную в свинцовой защите, которая соединена с сосудами для элюента и для элюата, причем колонка генератора и сосуд для элюента установлены в контейнере. Колонка генератора размещена между двумя центрирующими приспособлениями с углублениями неподвижно относительно контейнера и посредством одной полой иглы соединена с сосудом для элюента, установленным неподвижно относительно колонки генератора в углублении центрирующего приспособления. Другой полой иглой колонка соединена с сосудом для элюата, который установлен в углублении второго центрирующего приспособления. Кроме того, центрирующие приспособления имеют углубления для центрирования и фиксации полых игл. В устройство генератора входит сосуд с физиологическим раствором хлорида натрия. Сосуд с помощью предпочтительно двухсторонней полой иглы соединен с колонкой генератора, имеющей круговую защиту от излучения, например, из свинца. Центрирующее приспособление фиксирует в правильном положении сосуд для элюента, колонку генератора, защиту от излучения и полую иглу. Сосуд для элюента установлен в углублении центрирующего приспособления. На матрице из оксида алюминия колонки генератора зафиксирован молибден-99. Ко второму концу колонки генератора присоединена предпочтительно двухсторонняя полая игла, которую держит центрирующее приспособление. Игла закрыта защитным элементом. Крышка зарывает упаковочный контейнер для транспортировки генератора. Кроме того, центрирующие приспособления обеспечивают правильное положение защиты генератора во время транспортировки. Для элюирования генератора крышку контейнера снимают, удаляют защитный элемент полой иглы, а вакуумированный сосуд для элюата, находящийся в прозрачной защите из свинцового стекла, с помощью полой иглы соединяют с колонкой генератора. При этом углубление в центрирующей части приспособления служит в качестве направляющей. По окончании элюирования сосуд с элюатом удаляют и снова надевают защитный элемент для полой иглы. Он служит для защиты от загрязнений и для обеспечения стерильности. К недостаткам описанной конструкции изотопного генератора следует отнести смачивание матрицы из оксида алюминия с зафиксированным изотопом физиологическим раствором за счет капиллярных сил, возникающих в полой игле, опущенной в сосуд с элюентом и в межзеренном пространстве колонки. Вследствие этого снижается выход технеция-99 и для его поддержания на высоком уровне в элюент вводят дополнительные окислители, в ряде случаев мешающие нормальному протеканию процесса синтеза радиофармацевтических препаратов из наборов реагентов в клиниках.

Известен также генератор радиоактивного элемента, корпус которого установлен в разъемном кожухе, снабженном держателем с емкостями для растворителя и продукта с дочерним радиоактивным элементом [4] Кожух состоит из отделяемых вертикальных секций, каждая из которых имеет внутренние углубления для размещения в них корпуса генератора и трубок. Вертикальные секции с внутренней стороны снабжены ребрами и канавками для установления секций в требуемом положении. В цилиндрическом корпусе генератора размещена стеклянная колонка с сорбентом оксидом алюминия, содержащим молибден-99. В качестве уплотнений в верхней части корпуса используют пробки, которые могут прокалываться иглами для подкожных инъекций. Наружные концы этих трубок для подачи вымывающего раствора и удаления готового препарата уплотнены при помощи крышек, содержащих литой стакан с втулками, внутри которых заключены верхние отрезки трубок. Открытые торцы трубок не блокированы, а открыты и соединены с камерой стакана. В стакане имеется прокалываемая перегородка. Недостатком устройства является его сложность и необходимость работы с двумя флаконами - вакуумированным и флаконом с элюентом.

Наиболее близким техническим решением является генератор для получения радиоизотопов, который состоит из герметичной стеклянной колонки, заполненной сорбентом из оксида алюминия с адсорбированным на нем изотопом [5] Система включает емкость с элюентом, имеющую герметичную пробку, через которую пропущено две иглы. Одна из игл опущена до дна емкости и соединена с помощью гибкого шланга с верхней частью колонки, а вторая игла находится во внутреннем воздушном пространстве емкости и соединена с помощью гибкого шланга с бактерицидным воздушным фильтром. Из нижнего торца колонки наверх выходит игла, которая с помощью гибкого шланга соединена с рабочей иглой, на которую накалывают вакуумированный флакон. Все вышеперечисленные гибкие шланги проходят через переключатель (кран), который при работе имеет нормально открытое положение для обеспечения функционирования системы. Система работает следующим образом. На рабочую иглу накалывают вакуумированный флакон. Переключатель переводят в нормально открытое положение, при этом за счет эластичности материала гибких шлангов восстанавливаются проходные сечения всех трех шлангов до нормальных диаметров. За счет вакуума во флаконе на тракте "рабочая игла гибкий шланг-колонка гибкий шланг емкость" создается разряжение воздуха. Элюент в емкости засасывается в иглу, по тракту поступает в верхнюю часть колонки, вымывает технеций-99м, накопленный в колонке, и поступает в вакуумированный флакон. Для компенсации давления в емкости за счет убыли элюента через бактерицидный фильтр в емкость по гибкому шлангу засасывается чистый воздух. В вакуумированном флаконе накапливается элюат. При достижении необходимого объема элюата во флаконе с помощью переключателя производят отсечку элюента, элюата и воздуха одновременно. Затем с рабочей иглы снимают флакон с элюатом. Через определенный промежуток времени на рабочую иглу накалывают новый вакуумированный флакон и рабочий процесс повторяют. К недостатку описанной конструкции можно отнести одновременное пережатие с помощью переключателя проходных сечений всех трех гибких шлангов, в результате чего колонка с сорбентом и коммуникации постоянно заполнены элюентом, и поэтому снижается удельная активность элюата и эффективность системы при смывке изотопа технеция-99м из колонки.

Перед авторами стояла задача устранить указанные недостатки, повысить эффективность выхода целевого изотопа в процессе элюирования без введения в элюент дополнительных веществ-окислителей путем продувки колонки воздухом и поддержать заданное количество элюата в процессе эксплуатации генератора. Для достижения указанного технического результата авторами предложено ввести в устройство переключатель, выполненный в виде четырехходового крана и размещенный на линиях элюента, фильтра и колонки.

Конструктивно генератор для получения стерильных радиоизотопов выполнен в виде устройства, содержащего колонку, защиту от излучения, размещенную в корпусе, фланец с гнездами для иглы элюата и элюента, соединенные гибкими капиллярами с колонкой, воздушный бактерицидный фильтр, эластичную емкость с элюатом, переключатель в виде четырехходового крана, размещенного на линиях элюента, фильтра и колонки. Корпус четырехходового крана соединен гибкими шлангами с воздушным бактерицидным фильтром, крышкой и дном емкости с элюентом, входом в колонку. Четырехходовой кран соединен с ручкой переключения, имеющей три фиксированных положения относительно корпуса крана: нейтраль, емкость с элюентом колонка, бактерицидный фильтр колонка. Эластичная емкость с элюентом выполнена в виде кольцевой полости и размещена вокруг защиты.

Техническим результатом изобретения является создание генератора для получения стерильных радиоизотопов с повышенной эффективностью выхода накопленного изотопов с сорбента в процессе элюирования путем продувки колонки воздухом и поддержание заданного качества элюата в процессе эксплуатации генератора. Для этого переключатель выполняют в виде четырехходового крана, корпус которого соединен гибкими шлангами с воздушным бактерицидным фильтром, крышкой и дном емкости с элюентом и входом в колонку. Такое соединение позволяет переключить фильтр как на емкость с элюентом, так и на колонку для продувки ее воздухом. Поэтому золотник четырехходового крана соединен с ручкой переключения имеющей три фиксированных положения относительно корпуса крана:
нейтраль, когда колонка отключена полностью от бактерицидного фильтра и от емкости с элюентом. Это положение крана необходимо для транспортировки генератора для исключения утечки радиоактивного элемента;
емкость с элюентом колонка. Это первое рабочее положение генератора, когда элюент за счет разности воздушных давлений поступает в колонку с сорбентом;
бактерицидный фильтр колонка. Это второе рабочее положение. когда воздушный поток от бактерицидного фильтра отключен от емкости с элюентом и переключен напрямую на колонку. Воздушный поток вытесняет элюат из колонки во флакон и одновременно ее просушивает. Процесс просушивания воздухом межзернового пространства колонки приводит к формированию в ней окислительной атмосферы и стабилизации выхода целевого нуклида в элюент на высоком уровне с повышенным качеством элюата.

На фиг. 1 представлен общий вид генератора для получения стерильных радиоизотопов, где 1 колонка; 2 радиационная защита; 3 корпус генератора; 4 фланец генератора; 5 и 6 гнезда во фланце; 7 игла элюата; 8 игла элюента; 9 игла фильтра; 10 корпус четырехходового крана; 11 - золотник четырехходового крана; 12 ручка четырехходового крана; 13 - соединительная муфта; 14 бактерицидный колпачок; 15 гибкий шланг элюата; 16 гибкий шланг элюента; 17 кольцевая емкость с элюентом; 18 гибкий шланг фильтра; 19 гибкий шланг крышки кольцевой емкости; 20 гибкий шланг донышка кольцевой емкости; 21 вакуумированный флакон; 22 элюат; 23 - уровень элюата; 24 корпус бактерицидного фильтра; 25 фильтрующий элемент; 26 стопорная гайка.

На фиг. 2 представлен фрагмент генератора для получения стерильных радиоизотопов с фильтром.

На фиг. 3 изображена принципиальная гидравлическая схема генератора для получения стерильных радиоизотопов при герметичном тракте "колонка-фильтр-емкость" (положение "0").

На фиг. 4 изображена принципиальная гидравлическая схема генератора для получения стерильных радиоизотопов при включении четырехходового крана для заполнения колонки элюентом (положение "I").

На фиг. 5 представлена принципиальная гидравлическая схема генератора для получения стерильных радиоизотопов при переключении четырехходового крана для "просушки" колонки (положение "II").

Заявляемое устройство работает следующим образом. Колонку 1, содержащую сорбент, "заряжают" радионуклидом, например, молибденом-99. Для этого в специальной камере на две иглы 8 и 9 накалывают флакон, содержащий в растворе изотоп молибдена-99, а на иглу 7 накалывают вакуумированный флакон (на рисунке не указано). За счет разности давлений в двух флаконах происходит перемещение раствора через колонку 1 в вакуумированный флакон. При этом радионуклид молибден-99 фиксируется на сорбенте, а жидкость накапливается в вакуумированном флаконе. Таким образом происходит зарядка колонки молибденом-99. Использованные флаконы удаляют после зарядки. На иглу 7 надевают бактерицидный колпачок 14, а на две иглы 8 и 9 с помощью соединительной муфты 13 надевают корпус 10 четырехходового крана с золотником 11 и переключающей ручкой 12. Четырехходовой кран, таким образом, размещен в гнезде 6 фланца 4. На фиг. 3 показана принципиальная схема собранного генератора. При транспортировке генератора колонка 1, содержащая радиоактивный изотоп, герметично закрыта с одной стороны с помощью бактерицидного колпачка 14, а с другой золотником 11 четырехходового крана. Для подготовки генератора к работе снимают крышку (на рисунке не показано). На иглу 7 накалывают вакуумированный флакон 21 (фиг. 4). С помощью ручки 12 золотник 11 переводят в положение "I". В этом случае фильтр соединен с крышкой емкости 17 с элюентом, в дно емкости 17 с торцом колонки 1. За счет перепада давления вакуум-атмосферы в колонку 1 поступает элюент, который вымывает накопленный дочерний изотоп технеций-99m. Как только на торце иглы 7 появляется первая капля элюата золотник переводят в положение "II" (фиг. 5). В этом случае воздушная линия шланга 18 бактерицидного фильтра соединяется с колонкой 1, а емкость 17 с элюатом отключается. Воздух передавливает жидкость из колонки 1 во флакон 21. Этот процесс продолжается до тех пор, пока во флаконе не появятся пузырьки воздуха, барбатирующие через элюат 22. Таким образом, колонка 1 продувается чистым стерильным воздухом и осушается от остатков жидкости (элюата). После завершения процесса золотник 11 переводят в положение "0" (фиг. 3), а на иглу 7 надевают бактерицидный колпачок 14. В случае генератора технеция через сутки он готов к поучению новой порции элюата.

Пример конструктивного исполнения генератора для получения стерильных радиоизотопов. Активность колонки с радионуклидом, например, молибденом-99, составляет до 1,5 Ки. В качестве материала радиационной защиты выбран свинец толщиной около 50 мм. Высота колонки 80 мм. Объем емкости для элюента в случае генератора технеция составляет 100 см куб. рассчитанный на 14 или 15 элюирований. Четырехходовой кран имеет три положения переключения "0-I-II". Масса генератора составляет около 12 кг, высота 250 мм.

Использование изобретения позволит получать стерильные радиоизотопы с повышенной эффективностью смывки полученного изотопа с сорбента в процессе элюирования и высоким качеством элюата.

Сущность изобретения : генератор для получения стерильных радиоизотопов содержит колонку с сорбентом и радиоизотопом, размещенную внутри радиационной защиты и корпуса генератора, фланец с гнездами, расположенный над радиационной защитой, иглы элюента, элюата и воздушного бактерицидного фильтра, соединенные гибкими шлангами с колонкой, воздушным бактерицидным фильтром, емкостью с элюентом и переключателем. Переключатель выполнен в виде четырехходового крана с золотником и размещен в гнезде фланца с иглами для элюента и воздушного фильтра, и соединен гибкими шлангами с фильтром, крышкой и донышком емкости с элюентом и выходом в колонку. Золотник переключателя имеет три фиксированных положения относительно корпуса крана: нейтраль, дно емкости с элюентом - колонка, и воздушный бактерицидный фильтр-крышка емкости, воздушный бактерицидный фильтр - колонка. Емкость с элюентом выполнена в виде кольцевой полости, например, тора или цилиндра с двойными стенками и размещена вокруг радиационной защиты. Технический результат заключается в получении стерильных радиоизотопов с повышенной эффективностью смывки полученного изотопа с сорбента в процессе элюирования. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. Генератор для получения стерильных радиоизотопов, содержащий колонку с сорбентом и радиоизотопом, размещенную внутри радиационной защиты и корпуса генератора, фланец с гнездами, расположенный над радиационной защитой, иглу элюента, иглу элюата и иглу воздушного бактерицидного фильтра, соединенные гибкими шлангами с колонкой, воздушным бактерицидным фильтром, емкостью с элюентом и переключателем, отличающийся тем, что переключатель выполнен в виде четырехходового крана, размещенного на фланце генератора, соединенного гибкими шлангами с воздушным бактерицидным фильтром, крышкой и донышком емкости с элюентом, входом в колонну, при этом четырехходовый кран снабжен ручкой переключения, имеющей три фиксированных положения относительно корпуса крана: нейтраль; дно емкости с элюентом колонка и воздушный бактерицидный фильтр крышка емкости; воздушный бактерицидный фильтр колонка. 2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что четырехходовый кран выполнен с золотником, который соединен с ручкой переключения. 3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что емкость с элюентом выполнена в виде кольцевой полости, например тора или цилиндра с двойными стенками, и размещена вокруг радиационной защиты.